WO2011030453A1

WO2011030453A1 - 衝撃吸収構造

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Publication number: WO2011030453A1
Application number: PCT/JP2009/065996
Authority: WO
Inventors: 健雄森
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-17
Also published as: CN102483119A; JPWO2011030453A1; JP5218662B2; US8689955B2; EP2479452A4; EP2479452A1; US20120152675A1; CN102483119B

Abstract

　衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形を安定化させ、衝撃吸収の性能を向上させることのできる衝撃吸収構造を提供する。変形を制御する各高強度部３１，３２，３３，３４と変形を制御する各低強度部３６，３７，３８とが、互いに交互に配置されている。従って、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から作用したときに、フロントサイドメンバ２が蛇腹状に変形することができる。また、各低強度部３６，３７，３８は、長手方向の後端２ｂ側に配置されているものほど、強度が高くされている。従って、フロントサイドメンバ２は、前端２ａ側から順に変形することが可能となる。

Description

衝撃吸収構造

　本発明は、衝撃の吸収を行う衝撃吸収構造に関する。

　従来の衝撃吸収構造として、フロントサイドメンバの角部に複数のビードを形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この衝撃吸収構造は、フロントサイドメンバの複数のビードの間に補強用の壁部を有している。このような構成を有することによって、衝撃吸収構造は、衝突時の衝撃を吸収することができる。

特開平０７－１０１３５４号公報

　ここで、上述の衝撃吸収構造は、フロントサイドメンバなどの衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形を安定化させることが求められ、衝撃吸収の性能を更に向上させることが求められていた。

　本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明は、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形を安定化させ、衝撃吸収の性能を向上させることのできる衝撃吸収構造を提供することを目的とする。

　本発明に係る衝撃吸収構造は、一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材に形成され、強度を調節することで当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、衝撃吸収部材に形成され、強度を調節することで当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、複数の第一変形制御部は、衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、複数の第二変形制御部は、長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、複数の第一変形制御部は、一対の第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置され、複数の第一変形制御部は、長手方向の他端側に配置されているものほど、強度が高く構成されている組を含むことを特徴とする。

　本発明に係る衝撃吸収構造によれば、第一変形制御部が、一対の第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置されている。すなわち、第一変形制御部と第二変形制御部とが、少なくとも交互に配置される。例えば、第一変形制御部の強度を弱くして変形し易くし、第二変形制御部の強度を強くして変形し難くする。この場合、衝撃吸収部材は、長手方向に衝撃が作用したときに、蛇腹状に変形することができる。また、第一変形制御部は、長手方向の他端側に配置されているものほど、強度が高く構成されている。従って、衝撃吸収部材は、一端側から順に変形することができる。以上によって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、第一変形制御部には、強度を調節する第一強度調節部が、長手方向と交差する方向に延びるように形成され、第二変形制御部には、強度を調節する第二強度調節部が、長手方向に延びるように形成されていることが好ましい。ビードなどの第一強度調節部が、長手方向と交差する方向に延びるように形成されることによって、効果的に第一変形制御部の強度を低下させることができる。一方、ビードなどの第二強度調節部が、長手方向に延びることによって、効果的に第二変形制御部の強度を高くすることができる。これによって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、第一変形制御部には、強度を調節する第一強度調節部が形成され、第二変形制御部には、強度を調節する第二強度調節部が形成され、第一変形制御部の横断面形状の複数の辺のうち、第一強度調節部を除く部分の長さによって第一有効断面長が定められ、第二変形制御部の横断面形状の複数の辺のうち、第二強度調節部を除く部分の長さによって第二有効断面長が定められ、第一有効断面長と第二有効断面長は、互いに異なるように設定され、第一変形制御部は、長手方向の他端側に配置されているものほど、大きな第一有効断面長を有する組を含むことが好ましい。第一有効断面長と第二有効断面長とは、互いに異なるように設定される。従って、第一変形制御部と第二変形制御部とは、互いの強度が異なるものとすることができる。また、第一変形制御部は、長手方向の他端側に配置されているものほど、大きな有効断面長を有するものを含む。従って、衝撃吸収部材は、一端側から順に変形することができる。以上によって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、第一変形制御部には、ビードが形成されることによって、強度を調節する第一強度調節部が形成され、第二変形制御部には、ビードが形成されることによって、強度を調節する第二強度調節部が形成されることが好ましい。これによって、第一変形制御及び第二変形制御部の強度は、容易に調節される。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、第一変形制御部は、衝撃吸収部材のうち第一変形制御部及び第二変形制御部を除く変形非制御部に比して、低い強度を有することが好ましい。従って、衝撃が衝撃吸収部材の一端側から加わったとき、第一変形制御部での応力は局所的に上昇する。第一変形制御部は、塑性座屈すると共に面外変形（out-of-plane deformation）する。これによって、衝撃が衝撃吸収部材の長手方向に作用したときに、衝撃吸収部材が蛇腹状に変形することができる。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、第二変形制御部は、変形非制御部に比して、高い強度を有し、第一変形制御部は、第二変形制御部に対し、長手方向に隣接する位置に配置されていることが好ましい。低い強度を有する第一変形制御部が、高い強度を有するに第二変形制御部と隣接するように配置されている。これによって、強度が急激に変化する部分が、衝撃吸収部材に形成される。従って、衝撃が衝撃吸収部材の長手方向に作用したときに、衝撃吸収部材は、強度が急激に変化する部分で、蛇腹状に変形することができる。以上によって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明に係る衝撃吸収構造において、衝撃吸収部材は、複数の部材を溶接することによって構成されており、第二変形制御部には、部材同士の溶接部が形成されていることが好ましい。溶接部が、第二変形制御部における強度を高くすることができる。これによって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形を一層安定化することができる。

　本発明に係る衝撃吸収構造は、一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、複数の第一変形制御部は、衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、複数の第二変形制御部は、長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、第一変形制御部は、一対の第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置され、第一変形制御部には、衝撃吸収部材の変形を制御する第一強度調節部が、長手方向と交差する方向に延びるように形成され、第二変形制御部には、衝撃吸収部材の変形を制御する第二強度調節部が、長手方向に延びるように形成されていることを特徴とする。

　本発明に係る衝撃吸収構造では、第一変形制御部が、一対の第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置されている。すなわち、第一変形制御部と第二変形制御部とが、少なくとも交互に配置される。例えば、第一変形制御部の強度を弱くして変形し易くし、第二変形制御部の強度を強くして変形し難くする。この場合、衝撃吸収部材は、長手方向に衝撃が作用したとき、蛇腹状に変形することができる。特に、ビードなどの第一強度調節部が、長手方向と交差する方向に延びている。従って、第一強度調節部は、効果的に第一変形制御部の強度を低下させることができる。一方、ビードなどの第二強度調節部が、長手方向に延びている。従って、第二強度調節部は、効果的に第二変形制御部の強度を高くすることができる。以上によって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明に係る衝撃吸収構造は、一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、複数の第二変形制御部は、衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、第二変形制御部は、衝撃吸収部材のうち第一変形制御部及び第二変形制御部を除く変形非制御部に比して、高い強度を有しており、第一変形制御部は、衝撃吸収部材の長手方向において第二変形制御部と隣接するように配置され、変形非制御部に比して低い強度を有することを特徴とする。

　本発明に係る衝撃吸収構造では、低い強度を有する第一変形制御部が、高い強度を有する第二変形制御部と隣接するように配置されている。これによって、強度が急激に変化する部分が、衝撃吸収部材に形成される。従って、衝撃が衝撃吸収部材の長手方向に作用したときに、衝撃吸収部材は、強度が急激に変化する部分で、蛇腹状に変形することができる。以上によって、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明によれば、衝撃吸収部材の軸方向の圧縮変形を安定化させ、衝撃吸収の性能を向上させることができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収構造の斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収構造の斜視図である。図５は、本発明の第三実施形態に係る衝撃吸収構造の斜視図である。図６は、本発明の第四実施形態に係る衝撃吸収構造の斜視図である。図７は、本発明の第五実施形態に係る衝撃吸収構造の斜視図である。

　以下、図面を参照して本発明に係る衝撃吸収構造の好適な実施形態について詳細に説明する。

　［第一実施形態］
　図１は、本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００の斜視図である。衝撃吸収構造１００は、車両の前側に設けられた車体構造である。衝撃吸収構造１００は、車体の正面からの衝撃を吸収する機能を有している。衝撃吸収構造１００は、フロントサイドメンバ（衝撃吸収部材）２の前端側の強度調節が行われることによって構成されるものである。なお、図１において、Ｘ軸の正の方向は車両外側を示し、Ｙ軸の正の方向は車両前側を示し、Ｚ軸の正の方向は車両上側を示している。

　フロントサイドメンバ２は、前端（一端）２ａから後端（他端）２ｂへ延びる中空部材である。フロントサイドメンバ２は、車両の正面からの衝撃を吸収する機能を有している。フロントサイドメンバ２は、車両外側に配置されるフロントサイドメンバアウタ３と、車両内側に配置されるフロントサイドメンバインナ４とを備えている。フロントサイドメンバアウタ３は、長手方向に延びる平板状の部材である。

　フロントサイドメンバインナ４は、長手方向に延びる平板を屈曲させた部材である。フロントサイドメンバインナ４は、一対のフランジ部６，７、上面部８、下面部９、側面部１１、斜面部１２、及び斜面部１３を備えている。一対のフランジ部６，７は、フロントサイドメンバアウタ３と接合される。上面部８は、上側のフランジ部６から車両内側へ水平に延びる。下面部９は、下側のフランジ部７から車両内側へ水平に延びる。側面部１１は、車両内側で垂直に延びる。斜面部１２は、側面部１１及び上面部８を接続する。斜面部１３は、側面部１１及び下面部９を接続する。

　フロントサイドメンバインナ４の板厚は、下記の数式（１）によって求められるＴ_ｍｉｎよりも大きい値に設定される。フロントサイドメンバインナ４の板厚をＴ_ｍｉｎよりも大きい値に設定することによって、フロントサイドメンバインナ４は、安定した塑性座屈変形を生じ易くなる。また、フロントサイドメンバインナ４は、不安定な弾性崩壊現象による変形の乱れを回避することができる。なお、Ｅは材料のヤング率を示し、γはポアソン比を示し、σ_ｙは降伏強度を示し、ｂ_ｍａｘは横断面の最大辺長を示している。最大辺長とは、フロントサイドメンバインナ４の横断面形状のうち、最も長い辺の長さを示す。本実施形態では、フロントサイドメンバインナ４の側面部１１の横断面形状の長さ（すなわち、側面部１１の上下方向の幅）が、最大辺長である。

　フロントサイドメンバインナ４の前端部は、内部に補強部材１４が取り付けられることによって補強されている。また、フランジ部６とフロントサイドメンバアウタ３とを接続する溶接部２１が、フロントサイドメンバインナ４の前端部に形成されている。また、フランジ部７とフロントサイドメンバアウタ３とを接続する溶接部２１が、フロントサイドメンバインナ４の前端部に形成されている。これによって、フロントサイドメンバインナ４の前端部は、長手方向の座屈に対する強度が高くされた第一高強度部３１として機能することができる。第一高強度部３１は、強度の調節がなされていない変形非制御部３０に比して、高い強度を有している。第一高強度部３１は、フロントサイドメンバ２の変形を抑制することにより、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第一高強度部３１の車両前後方向の幅は、１０～２０ｍｍ程度に設定される。なお、変形非制御部３０とは、フロントサイドメンバ２のうち、第一高強度部３１、第二高強度部３２、第三高強度部３３、第四高強度部３４、第一低強度部３６、第二低強度部３７、第三低強度部３８を除く部分である。図１では、第二高強度部３２、第三高強度部３３、第四高強度部３４は、薄い梨地模様で示されている。第一低強度部３６、第二低強度部３７、第三低強度部３８は、濃い梨地模様で示されている。

　フロントサイドメンバインナ４における第一高強度部３１よりもＬ（ｍｍ）後方には、第二高強度部３２が形成される。Ｌは下記の数式（２）によって求められる。第二高強度部３２は、変形非制御部３０に比して高い強度を有している。第二高強度部３２は、フロントサイドメンバ２の変形を抑制することによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第二高強度部３２は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。第二高強度部３２の車両前後方向の幅は、１０ｍｍ以下に設定される。

　具体的に、第二高強度部３２には、強度を高くする第二強度調節部４１が形成されている。第二強度調節部４１は、フロントサイドメンバ２の長手方向に延びる複数のビードによって構成されている。第二強度調節部４１を構成するビードは、第二高強度部３２の幅に収まる長さとされている。第二強度調節部４１は、第二高強度部３２の斜面部１２に形成されるビード、第二高強度部３２の斜面部１３に形成されるビード、及び第二高強度部３２の側面部１１に形成される二つのビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向に延びている。第二高強度部３２のフランジ部６には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２２が形成される。第二高強度部３２のフランジ部７には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２２が形成される。

　フロントサイドメンバインナ４における第二高強度部３２よりもＬ（ｍｍ）後方には、第三高強度部３３が形成される。第三高強度部３３は、変形非制御部３０に比して高い強度を有している。第三高強度部３３は、フロントサイドメンバ２の変形を抑制することによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第三高強度部３３は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。第三高強度部３３の車両前後方向の幅は、１０ｍｍ以下に設定される。

　具体的に、第三高強度部３３には、強度を高くする第二強度調節部４２が形成されている。第二強度調節部４２は、フロントサイドメンバ２の長手方向に延びる複数のビードによって構成されている。第二強度調節部４２を構成するビードは、第三高強度部３３の幅に収まる長さとされている。第二強度調節部４２は、第二高強度部３２の斜面部１２に形成されるビード、第二高強度部３２の斜面部１３に形成されるビード、及び第二高強度部３２の側面部１１に形成される二つのビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向に延びている。第三高強度部３３のフランジ部６には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２３が形成される。第三高強度部３３のフランジ部７には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２３が形成される。

　フロントサイドメンバインナ４における第三高強度部３３よりもＬ（ｍｍ）後方には、第四高強度部３４が形成される。第四高強度部３４は、変形非制御部３０に比して高い強度を有している。第四高強度部３４は、フロントサイドメンバ２の変形を抑制することによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第四高強度部３４は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。第四高強度部３４の車両前後方向の幅は、１０ｍｍ以下に設定される。

　具体的に、第四高強度部３４には、強度を高くする第二強度調節部４３が形成されている。第二強度調節部４３は、フロントサイドメンバ２の長手方向に延びる複数のビードによって構成されている。第二強度調節部４３を構成するビードは、第四高強度部３４の幅に収まる長さとされている。第二強度調節部４３は、第二高強度部３２の斜面部１２に形成されるビード、第二高強度部３２の斜面部１３に形成されるビード、及び第二高強度部３２の側面部１１に形成される二つのビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向に延びている。第四高強度部３４のフランジ部６には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２４が形成される。第四高強度部３４のフランジ部７には、フロントサイドメンバアウタ３と接続するための溶接部２４が形成される。

　フロントサイドメンバインナ４における第一高強度部３１と第二高強度部３２との間の中央位置には、第一低強度部３６が形成される。第一低強度部３６は、変形非制御部３０に比して、車両前後方向からの衝撃に対して低い強度を有している。第一低強度部３６は、フロントサイドメンバ２を変形し易くすることによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第一低強度部３６は、衝突時に応力集中の生じやすい形状を有しており、変形の頂点となる部分として機能する。第一低強度部３６は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。

　具体的に、第一低強度部３６には、強度を低くする第一強度調節部４４が形成されている。第一強度調節部４４は、フロントサイドメンバ２の長手方向と直交する方向に延びる複数のビードによって構成されている。第一強度調節部４４は、第一低強度部３６の上面部８と斜面部１２との間の角部、第一低強度部３６の下面部９と斜面部１３との間の角部、第一低強度部３６の斜面部１２と側面部１１との間の角部、及び第一低強度部３６の斜面部１３と側面部１１との間の角部に形成されるビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向と直交する方向に延びている。

　フロントサイドメンバインナ４における第二高強度部３２と第三高強度部３３との間の中央位置には、第二低強度部３７が形成される。第二低強度部３７は、変形非制御部３０に比して低い強度を有している。第二低強度部３７は、第一低強度部３６に比して高い強度を有している。第二低強度部３７は、フロントサイドメンバ２を変形し易くすることによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第二低強度部３７は、衝突時に応力集中の生じやすい形状を有しており、変形の頂点となる部分として機能する。第二低強度部３７は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。

　具体的に、第二低強度部３７には、強度を低くする第一強度調節部４５が形成されている。第一強度調節部４５は、フロントサイドメンバ２の長手方向と直交する方向に延びる複数のビードによって構成されている。第一強度調節部４５は、第一強度調節部４４より短いビードによって構成されている。第一強度調節部４５は、第一低強度部３６の上面部８と斜面部１２との間の角部、第一低強度部３６の下面部９と斜面部１３との間の角部、第一低強度部３６の斜面部１２と側面部１１との間の角部、及び第一低強度部３６の斜面部１３と側面部１１との間の角部に形成されるビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向と直交する方向に延びている。

　フロントサイドメンバインナ４における第三高強度部３３と第四高強度部３４との間の中央位置には、第三低強度部３８が形成される。第三低強度部３８は、変形非制御部３０に比して低い強度を有している。第三低強度部３８は、第二低強度部３７に比して高い強度を有している。第三低強度部３８は、フロントサイドメンバ２を変形し易くすることによって、フロントサイドメンバ２の変形を制御する機能を有する。第三低強度部３８は、衝突時に応力集中の生じやすい形状を有しており、変形の頂点となる部分として機能する。第三低強度部３８は、車両上下方向にフランジ部６、上面部８、斜面部１２、側面部１１、斜面部１３、下面部９及びフランジ部７にわたって設定されている。

　具体的に、第三低強度部３８には、強度を低くする第一強度調節部４６が形成されている。第一強度調節部４６は、フロントサイドメンバ２の長手方向と直交する方向に延びる複数のビードによって構成されている。第一強度調節部４６は、第一強度調節部４５より短いビードによって構成されている。第一強度調節部４６は、第一低強度部３６の上面部８と斜面部１２との間の角部、第一低強度部３６の下面部９と斜面部１３との間の角部、第一低強度部３６の斜面部１２と側面部１１との間の角部、及び第一低強度部３６の斜面部１３と側面部１１との間の角部に形成されるビードによって構成される。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向と直交する方向に延びている。

　以上によって、各低強度部３６，３７，３８は、長手方向の後端２ｂ側に配置されているものほど、順次、強度が高く構成される。すなわち、低強度部は、前端２ａに近いほど、強度が弱くなり、後端２ｂに近いほど強度が強くなる。なお、各低強度部３６，３７，３８のうち、上面部８、下面部９、側面部１１、斜面部１２、及び斜面部１３の横断面における各中央位置は、塑性座屈の起点となる。従って、当該位置には、ビードを形成しないことが好ましい。最も強度の高い低強度部は、最も強度の低い低強度部に比して強度が低い関係が成り立つ。

　図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図２は、第一低強度部３６の横断面形状を示している。第一低強度部３６の横断面形状は、複数の辺を有している。具体的には、第一低強度部３６の横断面形状は、フランジ部６、フランジ部７、上面部８、下面部９、側面部１１、斜面部１２、斜面部１３、第一強度調節部４４、及びフロントサイドメンバアウタ３に対応する辺を有している。第一低強度部３６の有効断面長ＳＣ１は、横断面形状を構成する辺の長さの総和から、第一強度調節部４４に対応する辺の長さを除いた長さ、と定義される。具体的には、有効断面長ＳＣ１は、図２に示す一点鎖線の長さによって定められる。なお、図２においては、横断面形状の肉厚の中心位置に一点鎖線が描かれている。横断面形状の辺の長さは、当該位置を基準にして定められる。しかし、横断面形状の辺の長さは、横断面形状の外周位置や内周位置を基準にして定めてもよい。

　第一低強度部３６の有効断面長ＳＣ１と同じ方法により、第二低強度部３７の有効断面長ＳＣ２、及び第三低強度部３８の有効断面長ＳＣ３が定められる。第二低強度部３７の第一強度調節部４５は、第一低強度部３６の第一強度調節部４４よりも短く、第三低強度部３８の第一強度調節部４６は、第二低強度部３７の第一強度調節部４５よりも短い。従って、有効断面長ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３の間には、ＳＣ１＜ＳＣ２＜ＳＣ３の関係が成り立つ。すなわち、低強度部３６，３７，３８は、長手方向の後端２ｂ側に配置されているものほど、大きい有効断面長を有する。

　図３は、図１に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３は、第二高強度部３２の横断面形状を示している。第二高強度部３２の横断面形状は、複数の辺を有している。具体的には、第二高強度部３２の横断面形状は、フランジ部６、フランジ部７、上面部８、下面部９、側面部１１、斜面部１２、斜面部１３、第二強度調節部４１、及びフロントサイドメンバアウタ３に対応する辺を有している。第二高強度部３２の有効断面長ＳＮは、横断面形状を構成する辺の長さの総和から、第二強度調節部４１に対応する辺の長さを除いた長さ、と定義される。具体的には、有効断面長ＳＮは、図３に示す一点鎖線の長さによって定められる。なお、図３においては、横断面形状の肉厚の中心位置に一点鎖線が描かれている。横断面形状の辺の長さは、当該位置を基準にして定められる。しかし、横断面形状の長さは、横断面形状の外周位置や内周位置を基準にして定めてもよい。第三高強度部３３及び第四高強度部３４の有効断面長は、いずれもＳＮとなる。高強度部３２，３３，３４の有効断面長ＳＮは、有効断面長ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３のいずれよりも大きく設定されている。

　次に、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００の作用・効果について説明する。

　衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から加わったとき、各低強度部３６，３７，３８での応力は、局所的に上昇する。各低強度部３６，３７，３８は、塑性座屈すると共に面外変形（out-of-plane deformation）する。各低強度部３６，３７，３８での面外変形は、車両前後方向に進行してゆくが、強度の高い各高強度部３１，３２，３３，３４で受け止められる。これによって、フロントサイドメンバ２は、各高強度部３１，３２，３３，３４を半波長とするモードで、蛇腹状に変形する。すなわち、フロントサイドメンバ２は、衝撃が車両前後方向に作用したときに、各低強度部３６，３７，３８を腹（antinode）とし、各高強度部３１，３２，３３，３４を節（node）として蛇腹状に変形する。更に、各低強度部３６，３７，３８は、後端２ｂ側ほど強度が高く構成されている。よって、フロントサイドメンバ２の変形は、前端２ａ側から順に発生する。以上より、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　以上より、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００では、各高強度部３１，３２，３３，３４と各低強度部３６，３７，３８とが、互いに交互に配置されている。従って、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前後方向に作用したときに、フロントサイドメンバ２が蛇腹状に変形することができる。また、各低強度部３６，３７，３８は、長手方向の後端２ｂ側に配置されているものほど、強度が高くされている。従って、フロントサイドメンバ２は、前端２ａ側から順に変形することができる。以上によって、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　また、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００では、ビードなどの第一強度調節部４４，４５，４６が、長手方向と直交する方向に延びる。従って、第一強度調節部４４，４５，４６は、効果的に各低強度部３６，３７，３８の強度を低下させることができる。一方、ビードなどの第二強度調節部４１，４２，４３が、長手方向に延びる。従って、第二強度調節部４１，４２，４３は、効果的に各高強度部３１，３２，３３，３４の強度を高くすることができる。これによって、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　また、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００では、各低強度部３６，３７，３８の有効断面長と、各高強度部３１，３２，３３，３４の有効断面長とが、互いに異なっている。従って、各低強度部３６，３７，３８と各高強度部３１，３２，３３，３４とは、互いの強度が異なるものなる。また、各低強度部３６，３７，３８は、長手方向の後端２ｂ側に配置されているものほど、大きな有効断面長を有する。従って、フロントサイドメンバ２は、前端２ａ側から順に変形することができる。以上によって、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　また、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００では、各低強度部３６，３７，３８は、変形非制御部３０に比して、低い強度を有している。従って、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から加わったとき、各低強度部３６，３７，３８での応力は、局所的に上昇する。各低強度部３６，３７，３８は、塑性座屈すると共に面外変形（out-of-plane deformation）する。これによって、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から作用したときに、フロントサイドメンバ２が蛇腹状に変形することができる。

　また、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００では、溶接部２１～２４が、各高強度部３１，３２，３３，３４に形成されている。溶接部２１～２４は、各高強度部３１，３２，３３，３４の強度を高くすることができる。これによって、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形を一層安定化することができる。

　［第二実施形態］
　次に、図４を参照して本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収構造２００について説明する。図４は、本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収構造２００の斜視図である。図４では、フロントサイドメンバインナ４が仮想線で示されており、フロントサイドメンバアウタ５３のみが実線で示されている。第二実施形態に係る衝撃吸収構造２００は、フロントサイドメンバアウタ５３側にもビードが形成されている点で、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００と主に相違している。

　図４に示すように、衝撃吸収構造２００のフロントサイドメンバ５２は、フロントサイドメンバインナ４とフロントサイドメンバアウタ５３とを備えている。フロントサイドメンバアウタ５３は、フランジ部５４，５５、側面部５６、斜面部５７，５８を備えている。また、車両前後方向に延びるビードが、側面部５６と斜面部５７との間の角部、及び側面部５６と斜面部５８との間の角部に形成されている。

　フロントサイドメンバアウタ５３のうち、車両幅方向から見てフロントサイドメンバインナ４の第一高強度部３１に対応する位置は、強度が高くされている。すなわち、当該位置には、第二強度調節部６１が形成されている。第二強度調節部６１は、側面部５６、斜面部５７，５８に形成される補強用のビードで構成されている。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向に延びている。当該位置よりも後端側においても、同様に、各高強度部３２，３３，３４に対応する位置に、補強用のビードによる第二強度調節部が形成されている。

　フロントサイドメンバアウタ５３のうち、車両幅方向から見てフロントサイドメンバインナ４の第一低強度部３６に対応する位置は、強度が低くされている。すなわち、当該位置には、第一強度調節部６２が形成されている。第一強度調節部６２は、側面部５６と斜面部５７との間の角部、及び側面部５６と斜面部５８との間の角部に形成される変形促進用のビードで構成されている。これらのビードは、内側へ窪むと共に長手方向と直交する方向に延びている。当該位置よりも後端側においても、同様に、各低強度部３７，３８に対応する位置に、変形促進用のビードによる第一強度調節部が形成されている。

　以上によって、第二実施形態に係る衝撃吸収構造２００では、各低強度部３６，３７，３８の強度が、一層低くなる。また、各高強度部３１，３２，３３，３４の強度が、一層高くなる。

　［第三実施形態］
　次に、図５を参照して本発明の第三実施形態に係る衝撃吸収構造３００について説明する。図５は、本発明の第三実施形態に係る衝撃吸収構造３００の斜視図である。第三実施形態に係る衝撃吸収構造３００は、各高強度部３２，３３，３４にバルクヘッド７０が設けられている点で、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００と主に相違している。

　図５に示すように、各高強度部３２，３３，３４には、長手方向に延びるビードが形成されていない。各高強度部３２，３３，３４には、フロントサイドメンバ２の中にバルクヘッド７０が配置されている。これによって、各高強度部３２，３３，３４の強度が高くなる。従って、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から作用したときに、各高強度部３２，３３，３４の変形が抑制される。

　［第四実施形態］
　次に、図６を参照して本発明の第四実施形態に係る衝撃吸収構造４００について説明する。図６は、本発明の第四実施形態に係る衝撃吸収構造４００の斜視図である。第四実施形態に係る衝撃吸収構造４００は、各低強度部８６，８７，８８が熱処理によって形成されている点で、第一実施形態に係る衝撃吸収構造１００と主に相違している。

　図６に示すように、各低強度部８６，８７，８８は、熱処理等が行われる。これによって、各低強度部８６，８７，８８は、変形非制御部３０よりも強度が低くされている。第二低強度部８７は第一低強度部８６より強度が高く、第三低強度部８８は、第二低強度部８７より強度が高い。第四実施形態に係る衝撃吸収構造４００によれば、ビードを形成することなく、各低強度部８６，８７，８８の強度を低くすることができる。なお、熱処理等によって、各高強度部の強度を高くしてもよい。

　［第五実施形態］
　次に、図７を参照して本発明の第五実施形態に係る衝撃吸収構造５００について説明する。図７は、本発明の第五実施形態に係る衝撃吸収構造５００の斜視図である。第五実施形態に係る衝撃吸収構造５００は、高強度部に隣接する位置に低強度部が形成されている点で、第四実施形態に係る衝撃吸収構造４００と主に相違している。

　図７に示すように、各高強度部９１，９２，９３は、熱処理が行われる。これによって、各高強度部９１，９２，９３は、変形非制御部３０に比して大幅に強度が高くされている。第一低強度部９４及び第二低強度部９５が、第二高強度部９１の車両前後方向の両側で隣接する位置に形成される。第三低強度部９６及び第四低強度部９７が、第三高強度部９２の車両前後方向の両側で隣接する位置に形成される。第五低強度部９８及び第六低強度部９９が、第四高強度部９３の車両前後方向の両側で隣接する位置に形成される。これによって、第一低強度部９４が、第一高強度部３１と第二高強度部９１との間に配置される。第二低強度部９５及び第三低強度部９６が、第二高強度部９１と第三高強度部９２との間に配置される。第四低強度部９７及び第五低強度部９８が、第三高強度部９２と第四高強度部９３との間に配置される。

　各低強度部９４～９９は、熱処理等によって、変形非制御部３０よりも強度が低くされている。第三高強度部９２と低強度部９６，９７との強度の差は、第二高強度部９１と低強度部９４，９５との強度の差より小さくされている。また、第四高強度部９３と低強度部９８，９９との強度の差は、第三高強度部９２と低強度部９６，９７との強度の差より小さくされている。すなわち、高強度部と低強度部の強度の差は、後端側に配置されているものほど、小さく構成されている。例えば、各高強度部９１～９３の強度が同じとき、各低強度部９４～９９は、後端側に配置されているものほど、強度が高く構成される。なお、フロントサイドメンバアウタ３も、フロントサイドメンバインナ４と同様に、熱処理によって低強度部及び高強度部が形成される。

　以上によって、第五実施形態に係る衝撃吸収構造５００では、各低強度部９４～９９が、各高強度部３１，９１，９２，９３と隣接するように配置されている。これによって、強度が急激に変化する部分が、フロントサイドメンバ２に形成される。従って、衝撃がフロントサイドメンバ２に車両前方から作用したときに、フロントサイドメンバ２は、強度が急激に変化する部分で、蛇腹状に変形することができる。以上によって、フロントサイドメンバ２の軸方向の圧縮変形が安定化し、衝撃吸収の性能が向上する。

　本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

　例えば、上述の実施形態では、低強度部は、ビードによって強度が低くされていた。しかし、低強度部は、長孔によって強度が低くされていてもよい。

　また、フロントサイドメンバの形状は上述の実施形態に限定されない。また、低強度部及び高強度部の数は、上述の実施形態に限定されない。また、上述の実施形態において、低強度部は、長手方向の他端側に配置されているものほど、強度が高く構成されている。しかし、この関係は複数の低強度部のうち、変形制御を行いたい位置に応じて、一部において成り立っていればよい。例えば、強度の低い前端側の低強度部の前に、当該低強度部よりも強度の高い低強度部が配置されていてもよい。あるいは、長手方向の他端側に配置されている帝位強度部ほど、強度が高く構成されるパタンの組が、フロントサイドメンバの長手方向に複数組、形成されていてもよい。

　本発明は、車両の衝撃吸収を向上させる際に利用可能である。

　２…フロントサイドメンバ（衝撃吸収部材）、２ａ…前端（一端）、２ｂ…後端（他端）、２１，２２，２３，２４…溶接部、３６，３７，３８，８６，８７，８８，９４，９５，９６，９７，９８，９９…低強度部（第一変形制御部）、３２，３３，３４，９１，９２，９３…高強度部（第二変形制御部）、３０…変形非制御部、４４，４５，４６，６２…第一強度調節部、４１，４２，４３，６１…第二強度調節部、ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３…有効断面長（第一有効断面長）、ＳＮ…有効断面長（第二有効断面長）。

Claims

　一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、強度を調節することで当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、強度を調節することで当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、
　複数の前記第一変形制御部は、前記衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、
　複数の前記第二変形制御部は、前記長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、
　複数の前記第一変形制御部は、一対の前記第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置され、
　複数の前記第一変形制御部は、前記長手方向の前記他端側に配置されているものほど、強度が高く構成されている組を含むことを特徴とする衝撃吸収構造。
　前記第一変形制御部には、強度を調節する第一強度調節部が、前記長手方向と交差する方向に延びるように形成され、
　前記第二変形制御部には、強度を調節する第二強度調節部が、前記長手方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収構造。
　前記第一変形制御部には、強度を調節する第一強度調節部が形成され、
　前記第二変形制御部には、強度を調節する第二強度調節部が形成され、
　前記第一変形制御部の横断面形状の複数の辺のうち、前記第一強度調節部を除く部分の長さによって第一有効断面長が定められ、
　前記第二変形制御部の横断面形状の複数の辺のうち、前記第二強度調節部を除く部分の長さによって第二有効断面長が定められ、
　前記第一有効断面長と前記第二有効断面長は、互いに異なるように設定され、
　前記第一変形制御部は、前記長手方向の前記他端側に配置されているものほど、大きな前記第一有効断面長を有する組を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の衝撃吸収構造。
　前記第一変形制御部には、ビードが形成されることによって、強度を調節する第一強度調節部が形成され、
　前記第二変形制御部には、ビードが形成されることによって、強度を調節する第二強度調節部が形成されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の衝撃吸収構造。
　前記第一変形制御部は、前記衝撃吸収部材のうち前記第一変形制御部及び前記第二変形制御部を除く変形非制御部に比して、低い強度を有することを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収構造。
　前記第二変形制御部は、前記変形非制御部に比して、高い強度を有し、
　前記第一変形制御部は、前記第二変形制御部に対し、前記長手方向に隣接する位置に配置されていることを特徴とする請求項５記載の衝撃吸収構造。
　前記衝撃吸収部材は、複数の部材を溶接することによって構成されており、
　前記第二変形制御部には、前記部材同士の溶接部が形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項記載の衝撃吸収構造。
　一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、
　複数の前記第一変形制御部は、前記衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、
　複数の前記第二変形制御部は、前記長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、
　前記第一変形制御部は、一対の前記第二変形制御部同士の間に、少なくとも一つずつ配置され、
　前記第一変形制御部には、前記衝撃吸収部材の変形を制御する第一強度調節部が、前記長手方向と交差する方向に延びるように形成され、
　前記第二変形制御部には、前記衝撃吸収部材の変形を制御する第二強度調節部が、前記長手方向に延びるように形成されていることを特徴とする衝撃吸収構造。
　一端側から他端側へ延びる衝撃吸収部材と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第一変形制御部と、
　前記衝撃吸収部材に形成され、当該衝撃吸収部材の変形を制御する複数の第二変形制御部と、を備え、
　複数の前記第二変形制御部は、前記衝撃吸収部材の長手方向に沿って、所定の間隔で配置され、
　前記第二変形制御部は、前記衝撃吸収部材のうち前記第一変形制御部及び前記第二変形制御部を除く変形非制御部に比して、高い強度を有しており、
　前記第一変形制御部は、前記衝撃吸収部材の長手方向において前記第二変形制御部と隣接するように配置され、前記変形非制御部に比して低い強度を有することを特徴とする衝撃吸収構造。